Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Глава 11-13-2
В поисках темной материи аксионам остается все меньше шансов на существование

Февраль 2018

В случае если они существуют, аксионы – одни из кандидатов на роль частиц таинственной темной материи – могут взаимодействовать с нормальной материей, формирующей Вселенную, однако в значительно меньшей степени, чем считалось ранее. Новые, строгие ограничения на свойства аксионов были наложены международной командой исследователей эксперимента nEDM.

В результате анализа данных, собранных при помощи эксперимента nEDM (Electric Dipole Moment of Neutron), международная группа физиков показала, что аксионы, гипотетические частицы, которые могут формировать холодную темную материю, если они существуют, должны удовлетворять более строгим требованиям к массе и характеру взаимодействия с нормальной материей. Представленные результаты являются первыми лабораторными данными, накладывающими ограничения на возможные взаимодействия аксионов с нуклонами (то есть протонами или нейтронами) и глюонами (частицами, связывающими кварки в нуклонах).

Недавно физики-теоретики предположили, что в результате взаимодействия аксионов с нуклонами и глюонами могут наводиться возмущения, имеющие характер осцилляций дипольных моментов нуклонов, или даже целых атомов. Поэтому оказалось, что эксперименты типа nEDM могут открыть взаимодействие аксионов с нуклонами и глюонами, если таковое имеет место в действительности. Однако анализ данных, собранных при помощи этого эксперимента, дал отрицательный результат. Была показана невозможность существования аксионов с массами в интервале от 10^-24 до 10^-17 электронвольт (для сравнения, масса электрона составляет примерно полмиллиона электронвольт), рассказал один из членов научной команды эксперимента nEDM Адам Козела (Adam Kozela).

Кроме того, ученые смогли наложить более строгие ограничения на теорию взаимодействия аксионов с нуклонами, уменьшив ключевые параметры возможного взаимодействия в 40 раз. В случае потенциальных взаимодействий с глюонами новые ограничения позволили снизить соответствующие величины более чем в тысячу раз. Поэтому, если аксионы существуют, то современные теоретические модели оставляют им все меньше и меньше возможностей существования.

_{Astronews, 19 февраля2018}

_{http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi}

_{https://www.atomic-energy.ru/news/2018/02/19/83448}

_{Команда исследователей эксперимента nEDM}